(57)【要約】  電子部品内蔵樹脂基板をリフローによってはんだ実装する際に、内蔵された電子部品の実装に用いたはんだが、加熱され、再溶融し、膨張することで、電子部品の端子電極間を短絡させる問題を解決する。  樹脂層６内部に、一端が内蔵した電子部品３を接続固定するはんだ５ａ、５ｂに達し、他端が封止部材層８により封止された空洞ビア７ａ、７ｂを形成し、再溶融したはんだを空洞ビア７ａ、７ｂに流入させて収容することにより、はんだスプラッシュ現象の発生を抑制する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にランド電極が形成されたコア基板と、
端子電極が形成され、前記端子電極がはんだにより前記コア基板の前記ランド電極に接続固定された電子部品と、
前記コア基板上に前記電子部品を覆って形成された樹脂層とを備え、
前記樹脂層は、一端が前記はんだに達する空洞ビアを有し、
前記空洞ビアの他端を封止する封止部材をさらに備える、電子部品内蔵樹脂基板。
【請求項２】
ランド電極と、
端子電極が形成され、前記端子電極がはんだにより前記ランド電極に接続固定された電子部品と、
前記電子部品を覆って形成され、表面に前記ランド電極が露出された樹脂層とを備え、
前記樹脂層は、一端が前記はんだに達する空洞ビアを有し、
前記空洞ビアの他端を封止する封止部材をさらに備える、電子部品内蔵樹脂基板。
【請求項３】
前記空洞ビアが、大気圧よりも減圧されている、請求項１または２に記載された電子部品内蔵樹脂基板。
【請求項４】
前記大気圧よりも減圧された空洞ビアの気圧が、１０００ｈＰａ以下であることを特徴とする、請求項３に記載された電子部品内蔵樹脂基板。
【請求項５】
前記樹脂層は、前記空洞ビア以外に、内部に導電物質が充填された導通ビアを有する、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された電子部品内蔵樹脂基板。
【請求項６】
前記封止部材が、前記樹脂層と同一材料である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載された電子部品内蔵樹脂基板。
【請求項７】
前記封止部材の、前記空洞ビアを封止した表面と反対側の表面に形成された配線パターンをさらに備える、請求項１ないし６のいずれか１項に記載された電子部品内蔵樹脂基板。
【請求項８】
前記封止部材の、前記空洞ビアを封止した表面と反対側の表面に設けられた、基板をさらに備える、請求項１ないし７のいずれか１項に記載された電子部品内蔵樹脂基板。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載された電子部品内蔵樹脂基板と、前記電子部品内蔵樹脂基板の表面に実装された電子部品とを備える、電子回路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂層の内部に電子部品を内蔵した電子部品内蔵樹脂基板に関し、さらに詳しくは、内蔵された電子部品を実装するのにはんだが使用された電子部品内蔵樹脂基板に関する。【０００２】
また、本発明は、上記した電子部品内蔵樹脂基板を使用した電子回路モジュールに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来から、電子部品の高密度実装の要求などにより、樹脂層の内部に電子部品を内蔵した電子部品内蔵樹脂基板が使用されている。図１２に、従来から使用されている電子部品内蔵樹脂基板の一例を示す。この電子部品内蔵樹脂基板６００は、コア基板１０１に形成されたランド電極１０２ａ、１０２ｂに、電子部品１０３の端子電極１０４ａ、１０４ｂを、はんだ１０５ａ、１０５ｂで接続固定し、電子部品１０３を覆うようにコア基板１０１上に樹脂層１０６を設けたものである。たとえば、この電子部品内蔵樹脂基板６００の表面には、図示しないが、さらに電子部品が実装されて、電子回路モジュールが構成される。【０００４】
しかしながら、この従来の電子部品内蔵樹脂基板６００は、さらに電子機器の回路基板などにリフローによってはんだ実装される際に、加熱されると、はんだ１０５ａ、１０５ｂが再溶融することにより体積膨張し、再溶融したはんだが行き場をなくし、電子部品１０３と樹脂層１０６との界面や、樹脂層１０６とコア基板１０１との界面などに入り込み、端子電極１０４ａと１０４ｂとを短絡させたり、絶縁性を低下させたりする問題があった。この現象は、はんだスプラッシュ現象と呼ばれている。【０００５】
はんだスプラッシュ現象が発生すると、電子部品内蔵樹脂基板ないし電子回路モジュールは正常に機能しなくなる場合もあった。したがって、電子部品内蔵樹脂基板においてはんだスプラッシュ現象への対策は重要であり、種々の対策がなされている。【０００６】
たとえば、特許文献１（特開２００７―１４２１８２号公報）では、電子部品内蔵樹脂基板の樹脂層を形成する樹脂に、予め、水分を吸収する吸湿性フィラーを添加することが記載されている。すなわち、樹脂に水分が含まれていると、その水分が、樹脂層形成過程において気化し、樹脂層に空隙が発生する原因となる。そして、その空隙が、樹脂層と内蔵された電子部品との密着性や、樹脂層とコア基板との密着性を弱め、はんだスプラッシュ現象が発生しやすくなる場合があった。特許文献１には、その空隙を経由してはんだスプラッシュ現象が発生することに着目し、吸湿性フィラーにより水分を除去し、空隙の発生を抑え、はんだスプラッシュ現象の発生を抑えようとしたものである。【０００７】
また、特許文献２（特開２００５―３９１５８号公報）では、樹脂層に添加される無機フィラーの粒径を規定することにより、樹脂層と内蔵された電子部品との間などの密着性を向上させて、はんだスプラッシュ現象の発生を抑えようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７―１４２１８２号公報
【特許文献２】特開２００５―３９１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示された方法は、樹脂層と電子部品との密着性や、樹脂層とコア基板との密着性を向上させて、樹脂層と電子部品、および樹脂層とコア基板の界面に再溶融したはんだが入り込むのを防止したものであり、根本的にはんだスプラッシュ現象の発生を防止したものではない。したがって、振動、衝撃、熱膨張差等により、樹脂層と電子部品との間や、樹脂層とコア基板との間に隙間が発生するような場合には、はんだスプラッシュ現象の発生を抑えることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述した従来の電子部品内蔵樹脂基板の有する問題点を解消するためになされたものであり、その手段として本発明の電子部品内蔵樹脂基板は、表面にランド電極が形成されたコア基板と、端子電極が形成され、端子電極がはんだによりコア基板のランド電極に接続固定された電子部品と、コア基板上に電子部品を覆って形成された樹脂層とを備え、樹脂層には、一端がはんだに達するとともに、他端が封止部材により封止された空洞ビアが形成されていることを特徴としている。【００１１】
また、本発明の電子部品内蔵樹脂基板は、コア基板を有さない、いわゆるコア基板レスの電子部品内蔵樹脂基板として構成することもできる。【００１２】
また、本発明の電子部品内蔵樹脂基板は、空洞ビアを、大気圧よりも減圧して構成することができる。この場合、再溶融したはんだを空洞ビアに確実に流入させて収容することができるため、より好ましい。【００１３】
また、本発明の電子回路モジュールは、上記の電子部品内蔵樹脂基板の表面に、電子部品を実装して構成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電子部品内蔵樹脂基板、および本発明の電子部品内蔵樹脂基板を使用した電子回路モジュールによれば、電子機器の回路基板などにリフローによってはんだ実装される際に、加熱され、内蔵された電子部品の実装に用いたはんだが再溶融することにより、はんだが膨張しても、再溶融したはんだを空洞ビアに流入させて収容することができる。したがって、はんだスプラッシュ現象を有効に抑制することができる。【００１５】
なお、温度が下がると、再溶融したはんだは、再び電子部品の端子電極とランド電極とを接合するため、電子部品内蔵樹脂基板ないし電子回路モジュールは正常に機能する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板を製造するために実施される第１の工程を示す断面図である。
【図２】上記電子部品内蔵樹脂基板を製造するために実施される第２の工程を示す断面図である。
【図３】上記電子部品内蔵樹脂基板を製造するために実施される第３の工程を示す断面図である。
【図４】上記電子部品内蔵樹脂基板を製造するために実施される第４の工程を示す断面図である。
【図５】上記電子部品内蔵樹脂基板を製造するために実施される第５の工程を示す断面図である。
【図６】上記電子部品内蔵樹脂基板を製造するために実施される第６の工程を示す断面図である。
【図７】図１ないし図６に示した工程を経て製造された電子部品内蔵樹脂基板１００を示す断面図である。
【図８】図７に示した電子部品内蔵樹脂基板１００を用いて構成された電子回路モジュール２００を示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板３００を示す断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板４００を示す断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板５００を示す断面図である。
【図１２】従来の電子部品内蔵樹脂基板６００を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を用いて、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１８】
［第１の実施形態］
図１〜７に、本発明の第１の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板１００を示す。なお、図１〜６は本発明の第１の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板１００の製造方法の一例の各工程を示す断面図、図７は完成した電子部品内蔵樹脂基板１００を示す断面図である。
【００１９】
まず、図７に示すように、電子部品内蔵樹脂基板１００はコア基板１を備える。コア基板１には、セラミックや樹脂などを用いることができる。好ましくは、セラミックが用いられる。
【００２０】
コア基板１の電子部品の実装面側の表面には、電子部品を実装するためのランド電極２ａ、２ｂと、導通ビアを接続するための接続電極２ｃが形成され、
前記電子部品の実装面の裏面側の表面には、完成した電子部品内蔵樹脂基板１００を電子機器の回路基板などに実装する際に用いる外部接続電極２ｄが形成されている。ランド電極２ａ、２ｂ、接続電極２ｃ、外部接続電極２ｄには、種々の導電材料を用いることができるが、好ましくは銅が用いられる。
【００２１】
この電子部品内蔵樹脂基板１００には、チップ状の電子部品３が内蔵される。電子部品３の両端には端子電極４ａ、４ｂが形成されている。電子部品３は、端子電極４ａ、４ｂをコア基板１のランド電極２ａ、２ｂにはんだ５ａ、５ｂで接続固定することにより、コア基板１に実装されている。電子部品３としては、コンデンサ、コイル、抵抗などを用いることができるが、図示のものはコンデンサを意図している。なお、図７においては、１個の電子部品３を示しているが、複数個、複数種類の電子部品３を同時に内蔵させて、電子部品内蔵樹脂基板１００内で所望の回路を構成することができる。
【００２２】
コア基板１上に電子部品３を覆うように樹脂層６が形成されている。本実施形態においては、樹脂層６に、無機フィラーを含有した熱硬化性のエポキシ樹脂を用いたが、他の樹脂を用いることもできる。
【００２３】
樹脂層６には空洞ビア７ａ、７ｂが形成される。空洞ビア７ａ、７ｂは、それぞれ、一端がはんだ５ａ、５ｂに達し、他端が封止部材層８により封止されて、それによって、空洞ビア７ａ、７ｂ内には密閉空間が形成されている。空洞ビア７ａ、７ｂの内部は、大気圧よりも減圧されている。好ましくは、１０００ｈＰａ以下とされる。封止部材層８には、樹脂層６と同じ無機フィラーを含有した熱硬化性のエポキシ樹脂が用いられる。なお、封止部材層８から空洞ビア７ａ、７ｂにわずかに入り込んだ膨出部８ａ、８ｂは、封止部材層８に用いた樹脂が、大気圧より減圧された空洞ビア７ａ、７ｂ内に引き込まれたために形成されたものである。
【００２４】
樹脂層６と封止部材層８とを貫通して、導通ビア１０が形成される。導通ビア１０には導電材料が充填されている。導電材料には、種々の材料を用いることができるが、好ましくは銅が用いられる。
【００２５】
封止部材層８の樹脂層６と接する面と反対側の表面に配線電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃが形成される。配線電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃは所定のパターンからなり、そこには所定の接続がなされている。配線電極１２ｃは、導通ビア１０に接続されている。好ましくは、配線電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃにも銅が用いられる。
【００２６】
上記の構成からなる第１の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板１００は、たとえば次の製造方法によって製造される。
【００２７】
まず、図１に示すように、リフローにより、コア基板１に電子部品３をはんだ実装する。具体的には、はんだ５ａ、５ｂで、電子部品３の端子電極４ａ、４ｂをコア基板１のランド電極２ａ、２ｂに接続固定する。
【００２８】
次に、図２に示すように、電子部品３が実装されたコア基板１上に、加熱されて半溶融状態になった熱硬化性のエポキシ樹脂を載せ、さらに加熱して硬化させて樹脂層６を形成する。
【００２９】
次に、図３に示すように、硬化した樹脂層６にレーザー光を照射して、空洞ビア７ａ、７ｂ、７ｃを形成する。空洞ビア７ａ、７ｂは、一端がはんだ５ａ、５ｂに達するように形成し、また空洞ビア７ｃは、一端が接続電極２ｃに達するように形成する。
【００３０】
次に、図４に示すように、樹脂層６上に、予め孔９が形成された、未硬化の熱硬化性のエポキシ樹脂シート８’を配置する。エポキシ樹脂シート８’は、空洞ビア７ａ、７ｂを塞ぐように、かつ孔９が空洞ビア７ｃに連なるように配置する。
【００３１】
次に、図５に示すように、樹脂層６の空洞ビア７ｃおよびエポキシ樹脂シート８’の孔９の内部に、銅を主成分とする導電性ペースト１０’を充填する。
【００３２】
次に、図６に示すように、エポキシ樹脂シート８’上に銅箔１１を配置したうえで、全体を加熱することにより、エポキシ樹脂シート８’を硬化させて封止部材層８を形成させると共に、導電性ペースト１０’を焼付けて導通ビア１０を形成する。このように、全体を加熱することで樹脂層６と封止部材層８とを接合し、封止部材層８と銅箔１１とを接合する。なお、この工程は、大気圧よりも減圧した環境でおこなう。すなわち、減圧した環境下でおこなうことにより、密封された空洞ビア７ａ、７ｂの内部を、大気圧よりも減圧した状態にすることができる。
【００３３】
最後に、図７に示すように、銅箔１１を、慣用されている手法でパターニングして、配線電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを形成して、第１の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板１００を完成させる。
【００３４】
なお、上記においては、１つの電子部品内蔵樹脂基板を製造する場合について説明したが、大きなマザー基板を用いて、複数の電子部品内蔵樹脂基板を同時に製造するようにしても良い。この場合には、電子部品内蔵樹脂基板が完成した後に、あるいは完成する前の所定の工程において、マザー基板から個々の電子部品内蔵樹脂基板を分割することになる。
【００３５】
上記のように製造された電子部品内蔵樹脂基板１００は、電子回路モジュールの基板として使用することができる。たとえば、図８に示すように、電子部品内蔵樹脂基板１００の表面に電子部品１３を実装し、所定の電子回路を構成して、電子回路モジュール２００を製造する。具体的には、電子部品１３の端子電極１４ａ、１４ｂを、はんだ１５ａ、１５ｂによって、配線電極１２ａ、１２ｂに接続固定して電子回路モジュール２００を構成する。
【００３６】
以上説明した、第１の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板１００、および電子回路モジュール２００は、電子機器の回路基板などにリフローによってはんだ実装する際に、加熱され、はんだ５ａ、５ｂが再溶融することにより体積膨張しても、再溶融したはんだを空洞ビア７ａ、７ｂに流入させて収容することができる。このため、再溶融したはんだが、コア基板１と樹脂層６との隙間や電子部品３と樹脂層６との隙間に入り込んでしまい、電子部品３の端子電極４ａ、４ｂ間を短絡させたり、絶縁性を低下させたりすることがない。なお、空洞ビア７ａ、７ｂは密封状態にあるため、吸湿などの経路になることがなく、樹脂層６と封止部材層８との間や、コア基板１と樹脂層６との間などが剥離する原因になることもない。
【００３７】
［第２の実施形態］
図９に、本発明の第２の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板３００を示す。なお、図９は、この電子部品内蔵樹脂基板３００の断面図である。
【００３８】
第２の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板においては、封止部材層８の樹脂層６と接する面と反対側の表面に、さらに基板２１を設けるようにしている。基板２１の導通ビア１０と接する部分には、導通ビア１０と接続するための接続電極２２ａが形成され、封止部材層８と接する面の反対側の表面には、配線電極２２ｂが形成されている。その他の構成は、第１の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板１００と同様である。
【００３９】
第２の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板３００は、たとえば、封止部材層８を形成する未硬化の樹脂シート上に、予め接続電極２２ａ、配線電極２２ｂが形成された基板２１を配置したうえで、加熱することにより、樹脂シートを硬化させて封止部材層８を形成し、導電性ペーストを焼付けて導通ビア１０を形成する。このように、加熱することにより、樹脂層６と封止部材層８とを接合し、封止部材層８と基板２１とを接合し、導通ビア１０と接続電極２２ａとの導通をはかり、製造することができる。
【００４０】
［第３の実施形態］
図１０に、本発明の第３の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板４００を示す。なお、図１０は、この電子部品内蔵樹脂基板４００の断面図である。
【００４１】
第３の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板４００においては、樹脂層６のコア基板１と接する面と反対側の表面に、基板３１を、接着剤（図示せず）により直接接合するようにした。すなわち、この実施形態においては、基板３１が、空洞ビア７ａ、７ｂを封止する封止部材の役割を果たす。基板３１の樹脂層６と接する面の表面には、導通ビア１０と接続するための接続電極３２ａが形成され、樹脂層６と接する面とは反対側の表面には、配線電極３２ｂが形成されている。その他の構成は、第１の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板１００と同様である。
【００４２】
第３の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板４００は、たとえば、樹脂層６上に、予め接続電極３２ａ、配線電極３２ｂが形成された基板３１を接着剤により接合した後に、加熱する。この加熱により、導電性ペーストを焼付けて導通ビア１０を形成するとともに、導通ビア１０と接続電極３２ａとの導通をはかり、製造することができる。
【００４３】
［第４の実施形態］
図１１に、本発明の第４の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板５００を示す。なお、図１１は、この電子部品内蔵樹脂基板５００の断面図である。
【００４４】
第４の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板５００は、コア基板を有さない、いわゆるコア基板レスの電子部品内蔵樹脂基板として構成される。
【００４５】
図１１に示すように、内蔵された電子部品３の端子電極４ａ、４ｂは、樹脂層６の表面に露出したランド電極４２ａ、４２ｂに、はんだ５ａ、５ｂによって接続固定されている。また、導通ビア１０は、樹脂層６の表面に露出したランド電極４２ｃに接続されている。その他の構成は、第１の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板１００と同様である。
【００４６】
第４の実施形態にかかる電子部品内蔵樹脂基板５００は、たとえば、製造のみに用いる冶具基板（図示せず）を用意し、冶具基板の表面にランド電極４２ａ、４２ｂ、４２ｃを形成し、ランド電極４２ａ、４２ｂに電子部品３を実装する。その後、第１の実施形態に示した製造方法と同様の製造方法で電子部品内蔵樹脂基板５００を完成させ、最後に完成した電子部品内蔵樹脂基板５００を冶具基板から取り外すことにより、製造することができる。
【００４７】
第４の実施形態のようにコア基板レスにすると、電子部品内蔵樹脂基板５００を低背化できる、原料コストを削減できるなどの効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１：コア基板
２ａ、２ｂ、４２ａ、４２ｂ：ランド電極
２ｃ：接続電極
２ｄ：外部接続電極
３：電子部品
４ａ、４ｂ：端子電極（電子部品）
５ａ、５ｂ：はんだ
６： 樹脂層
７ａ、７ｂ：空洞ビア
８：封止部材層
１０：導通ビア
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ：配線電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
2011071111.tif 000015
2011071111.tif 000016
2011071111.tif 000017